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环境载荷对全潜式浮式风机拖航运动性能的影响

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船舶工程 2025年第1期47卷 16-21页

作者：杨华赵业彬乐丛欢任建宇山东电力工程咨询院有限公司济南250013 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350

[目的]为研究海上环境荷载对浮式风机在拖航过程中的运动响应的影响,[方法]建立适用于60 m~200 m水深的三、四浮筒型全潜式浮式风机(SFOWT)一体化拖航系统。通过模型试验和数值模拟的方法对2种不同结构型式SFOWT的固有周期进行计算,验... 详细信息

[目的]为研究海上环境荷载对浮式风机在拖航过程中的运动响应的影响,[方法]建立适用于60 m~200 m水深的三、四浮筒型全潜式浮式风机(SFOWT)一体化拖航系统。通过模型试验和数值模拟的方法对2种不同结构型式SFOWT的固有周期进行计算,验证数值模拟的正确性。运用SIMA软件对不同风浪联合环境下的一体化拖航过程进行模拟。[结果]结果表明:环境荷载的增大对SFOWT的垂荡和纵摇的影响较大,而对横摇的运动影响较小;2种结构型式的SFOWT在拖航过程中垂荡运动幅值均在-1m~1m范围内,且均在水平面附近上下摆动;垂荡加速度满足小于0.2g(g为重力加速度)的要求;当风速为20 m/s时,四筒型式SFOWT所需拖缆力较三筒型式增加1.8%。经对比,在相同的海洋环境条件下,四筒型SFOWT在拖航过程中的运动表现更优。[结论]研究成果可为全潜式浮式风机拖航分析提供一定参考。

关键词：全潜式浮式风机整机拖航环境荷载

财政转移支付的空间格局及其对中国县域社会经济发展的效应

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经济地理 2018年第11期38卷 30-38页

作者：高菠阳王萌任建宇中央财经大学管理科学与工程学院

基于县域尺度财政转移支付数据,利用空间分析、熵权TOPSIS、GMM动态面板模型等方法,对我国转移支付空间格局及其社会经济发展效应进行测度,研究发现:首先,转移支付分布基本与分配机制吻合,呈现西多东少的基本特征,而税收返还则反之。特... 详细信息

基于县域尺度财政转移支付数据,利用空间分析、熵权TOPSIS、GMM动态面板模型等方法,对我国转移支付空间格局及其社会经济发展效应进行测度,研究发现:首先,转移支付分布基本与分配机制吻合,呈现西多东少的基本特征,而税收返还则反之。特定区域如生态功能区、老少边穷地区等转移支付呈现投入增加的态势,总体而言财政转移支付并没未有效缩小地区间发展差异。其次,转移支付对社会经济发展的影响可分为总量影响、结构影响和双向影响。其中总量影响为正向影响,结构影响中无条件转移支付主要体现为总量效应,有条件转移支付则会通过影响地方政府决策而产生更为复杂的影响机制,双向影响指社会经济发展现状对于转移支付具有反向影响,对地方政府财税努力形成负向激励,弱化转移支付社会经济发展的正向促进作用。最后,综合性转移支付和均衡性转移支付对县域社会经济发展均起到明显的正向促进作用,但并未有效缩小欠发达地区与发达地区之间社会经济发展差距,其中负向激励和软性公共产品投入不足可能为其中的重要因素。

关键词：财政转移支付税收返还县域社会经济发展均衡发展生态功能区

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正常及逆境下家蚕基因组突变率及突变频谱

正常及逆境下家蚕基因组突变率及突变频谱

作者：任建宇西南大学

学位级别：硕士

突变率是进化遗传学的重要参数,在推演物种分化中必不可少。经典“分子钟”理论认为基因组突变率在不同的物种和环境下恒定,并且最近昆虫中的研究同样表明昆虫基因组的突变率几乎一致,但是昆虫中的这一推断是基于已知的4种昆虫(果蝇、... 详细信息

突变率是进化遗传学的重要参数,在推演物种分化中必不可少。经典“分子钟”理论认为基因组突变率在不同的物种和环境下恒定,并且最近昆虫中的研究同样表明昆虫基因组的突变率几乎一致,但是昆虫中的这一推断是基于已知的4种昆虫(果蝇、红带袖蝶、蜜蜂和大黄蜂)基因组突变率,昆虫中基因组突变率是否恒定,仍有待更多昆虫基因组突变率被检测。家蚕(Bombyx mori)起源于我国的野桑蚕,是一种重要的经济昆虫,蚕桑产业在我国历史悠久,是中华文明的重要组成,古“丝绸之路”在世界贸易和文化交流中发挥了重要作用,因此家蚕的驯化历史成为家蚕遗传学家们长期关注的焦点。近年大量基于基因组和多基因位点的遗传多态性估算家蚕驯化历史的研究表明家蚕驯化起始时间至少在4100年前,但是已有的研究均采用的是果蝇或红带袖蝶的突变率,家蚕的突变率是否与果蝇或红带袖蝶一致,仍然未知。因此,本研究通过“亲本-子代”基因组重测序的方法,检测家蚕在正常和4种逆环境下的基因组突变率及突变频谱,获得的主要结果如下:1.家蚕基因组的自发突变率对家蚕2个亲本及其30个子代进行基因组重测序和SNP鉴定,在30个子代中共鉴定出106个新的自发突变位点。进一步对自发突变位点的假阳性率和假阴性率进行估算,最终获得家蚕基因组自发突变率校正值为0.41×10,这表明家蚕基因突变率显著高于其它已知的4种昆虫(1.3-1.5倍)。相关性分析发现,昆虫基因组突变率与基因组大小呈显著正相关。基于本研究获得的家蚕自发突变率,我们重新估算了家蚕的驯化历史,发现家蚕驯化的起始时间可追溯到9700年前,这与最近河南贾湖遗址发现的考古证据(7800-9000年前)基本一致。2.家蚕基因组突变率随环境变化而变化对家蚕受精卵分别进行低温(0℃,10h)、高温(32℃,10h)、紫外线照射(7800μW/cm,3min)和伽马射线处理(0.35Gy/min,7min)。通过“亲本-子代”基因组重测序和SNP鉴定后发现,低温、高温、紫外线照射、伽马射线辐射四个处理组的突变率分别为0.54×10,0.56×10,1.13×10以及2.25×10。与家蚕的自发突变率相比,在4种逆环境下的突变率均有所提升,最高可达5.5倍。因此,基因组在不同环境下突变率并非恒定。3.在温和逆环境下基因区域的突变率相对恒定通过分析家蚕在不同环境下、不同基因组区域(外显子、内含子和基因间区)的突变率后发现,在温和逆境条件下(0℃和32℃),发生在基因间区的突变率是正常组的1.50-1.55倍,而发生在基因区域的突变率仅为正常组的1.07倍,因此基因区域的突变率相对恒定。随着全基因组测序技术的发展和测序成本的降低,越来越多的研究利用全基因组序列进行进化分析。本研究结果暗示使用基因区域遗传多态性进行分化时间估计或系统发生分析可能更为准确。4.G→A/C→T突变频率显著高于其它突变类型统计家蚕在不同环境下碱基的突变频谱后发现,各环境组G→A/C→T突变的比例均高于31%,显著高于其它突变类型,进一步分析和比较其它物种不同碱基突变类型的频率后发现,G→A/C→T突变频率在其它物种中均普遍高于其它突变类型,目前导致这一突变偏好的具体原因仍然未知。总之,本研究揭示了家蚕基因组的自发突变率,对家蚕驯化和古丝绸之路的历史推演具有重要参考价值。并且我们的研究结果表明不同物种、不同环境下基因组突变率均存在明显差异,而基因区域的突变率相对恒定,这对基于“分子钟”假说的大量进化模型的改进和系统发生分析具有重要指导意义。

关键词：家蚕突变率驯化历史分子钟

多浮筒型全潜式浮式风机整机拖航运动性能对比研究

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多浮筒型全潜式浮式风机整机拖航运动性能对比研究

作者：任建宇天津大学

学位级别：硕士

碳排放与国家的经济发展密切相关,温室气体的增加会对生命系统形成威胁,优化能源结构可以实现从源头上减碳、控碳。大力发展海上风电是实现“碳达峰、碳中和”目标的主要手段之一。近年来,我国海上风电发展迅速,随着浅水海域风资源的开... 详细信息

碳排放与国家的经济发展密切相关,温室气体的增加会对生命系统形成威胁,优化能源结构可以实现从源头上减碳、控碳。大力发展海上风电是实现“碳达峰、碳中和”目标的主要手段之一。近年来,我国海上风电发展迅速,随着浅水海域风资源的开发殆尽,海上风电的发展必将由浅水走向深水,在深远海域,浮式风机较固定式风机具有诸多优势。国内外专家学者研发了众多适用于不同海域水深的浮式风机基础,本文以适用于60m-200m水深的多浮筒型全潜式浮式风机(submerged floating offshore wind turbine,SFOWT)为研究对象,通过模型试验和数值模拟的方法,对比研究了三浮筒型式和四浮筒型式的SFOWT在拖航过程中各自由度运动响应及拖缆力在不同工况下的变化规律。本文研究内容及结论如下:为研究SFOWT的固有周期,采用了模型试验和数值模拟相结合的方法,分析了其在垂荡、横摇以及纵摇方向上的固有周期,发现两种型式的SFOWT在同一自由度上的固有周期相差5s以内,三浮筒型式的SFOWT具有较小的垂荡和较大的横摇及纵摇固有周期。将数值模拟结果通过相似理论转化后与数值模拟结果进行对比,发现结果拟合较好,从而验证了数值模拟的正确性。为研究拖缆点高度和不同的波浪要素对SFOWT拖航运动性能的影响,开展了数值模拟和模型试验。研究表明,将拖缆点设置在水线面附近可以减小SFOWT在拖航过程中各自由度响应的幅值以及拖缆力。波高的增加会明显增大各自由度响应幅值以及拖缆力。当波浪周期与结构自身固有周期接近时,会在相应的自由度上产生一个较大的共振响应幅值,波浪入射角主要影响结构的横摇和纵摇响应,且在有义波高为5m,谱峰周期为8.9s的横向浪作用下,结构横摇幅值会超过规范要求的5°范围,在实际拖航过程中应该尽量避开横向波浪。为研究拖航水深、航速以及复杂环境海况对两种结构型式的SFOWT拖航性能的影响,进行了数值模拟计算。研究表明,当波浪条件一定时,水深的改变对SFOWT拖航性能的影响较小。拖航速度的增加会使纵摇响应幅值增大,会明显增大拖缆力的平均值和最大值。随着流速和风速的增大,拖缆力的平均值和最大值会都明显增加,且在有义波高为5m、流速为0.5m/s的基础上再施加风荷载时,结构的纵摇幅值会超过规范的要求。经对比发现,在相同的工况下,四浮筒型式的SFOWT具有较好的拖航稳定性能。

关键词：全潜式浮式风机整机拖航模型试验数值模拟水动力分析

太原市电动汽车充换电站项目风险评价及规避策略研究

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太原市电动汽车充换电站项目风险评价及规避策略研究

作者：任建宇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着能源危机和环境的日益恶化,全球开始关注并发展低碳经济。目前各国政府和企业高度关注并发展电动汽车来解决能源和环境问题。新能源汽车的开发应用为我国的汽车产业带来了历史性的机遇并有利于我国汽车行业转型升级,真正实现自主和... 详细信息

随着能源危机和环境的日益恶化,全球开始关注并发展低碳经济。目前各国政府和企业高度关注并发展电动汽车来解决能源和环境问题。新能源汽车的开发应用为我国的汽车产业带来了历史性的机遇并有利于我国汽车行业转型升级,真正实现自主和创新。大力发展电动汽车是以大规模的建设电动汽车充换电站为基础的,要想大规模普及推广电动汽车的应用必须迅速建立像加油站一样充分的电动汽车充换电基础设施。山西省正处于产业转型的关键阶段,太原市近年来加大力度推进清洁能源的发展,从2015年11月份开始,省城太原全部出租车更换为电动汽车,为满足其充电需求,需要建设大量充换电站,但是电动汽车行业现在处于发展初期,存在的问题还很多,电动汽车充换电站建设项目也有不确定性,因此也存在一定风险。它相对于原电网公司的变电站项目来讲存在一些风险,可能会对充换电站建设项目未来实施中有一定影响,甚至是未来的运营都有不利的影响。为了在以后的建设过程中合理规避风险,有必要对充换电站项目进行风险评价并展开相关研究。本文就项目风险识别、评价及规避策略的基本理论进行了介绍,同时将项目风险管理理论与电动汽车充换电站项目管理相结合。文中详细介绍了德尔菲法并从技术因素、市场因素、政策因素、充换电站建设及运营服务因素等风险因素分析了电动汽车充换电站建设的研究。根据项目实际情况本文选择采用专家打分法、LEC风险评价法对太原市充换电站项目风险进行评价。根据风险因素评价结果提出的风险规避措施包括政策风险、市场风险、技术风险、电动汽车充换电站建设及运营服务风险等。论文将项目风险管理理论与电动汽车充换电站项目管理相结合对太原市电动汽车充换电站建设项目进行了研究,对各种不确定风险因素分别进行了风险识别通过专家打分法、LEC风险评价法进行风险评价,并提出了应对策略有效规避风险,希望对以后电动汽车充换电站项目的发展有一定的意义。

关键词：电动汽车充换电站风险评价风险规避

面向恐怖袭击的安全防范系统效能评估方法研究

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面向恐怖袭击的安全防范系统效能评估方法研究

作者：任建宇中国人民公安大学

学位级别：硕士

随着当今世界多极化趋势的不断发展,恐怖主义势头逐渐壮大,恐怖袭击事件造成的后果日益严重。近10年来,我国也饱受恐怖袭击事件的危害和影响,交通枢纽、政府机关、军工单位等高风险单位成为我国恐怖袭击威胁的主要目标。我国在安全防范... 详细信息

随着当今世界多极化趋势的不断发展,恐怖主义势头逐渐壮大,恐怖袭击事件造成的后果日益严重。近10年来,我国也饱受恐怖袭击事件的危害和影响,交通枢纽、政府机关、军工单位等高风险单位成为我国恐怖袭击威胁的主要目标。我国在安全防范效能评估领域也进行了一定的研究,但缺少不同防护场景下针对恐怖袭击的安全防范系统（安防系统）防护能力计算方法和有效性评估。本文引入军事领域中的武器装备系统效能评估方法,针对不同类型的保护对象,分别基于ADC、云模型、网络结构模型,建立相对应的面向恐怖袭击的安防系统效能评估模型,并选取场所进行验证,以寻找防护漏洞,弥补短板。通过阅读相关资料,本文研究了面向恐怖袭击威胁的安防系统效能评估指标体系。该指标体系将4个一级指标和16个二级指标作为量化评估标准,并依据各指标权重与得分结合本文效能评估有关方法对安防系统开展效能评估。依据高风险保护对象不同特点,本文将保护单位分为开放式保护单位、封闭式行政性质保护单位、封闭式非行政性质保护单位,分别选取具有代表性的的应用对象（交通枢纽、政府机关、研究所）,开展安防系统效能评估实验:（1）针对开放式的保护单位,其不具有明显周界,且人流量密集,现有的安防系统主要依赖于技术防范设施完成探测、延迟能力。本文以X火车站为应用对象,建立基于ADC的面向恐怖袭击的安防系统效能评估模型,对其安防系统开展效能评估,实现应用验证。最终,通过效能评估,X火车站的安防系统发现了防护弱项,进一步提升了防护能力。（2）针对封闭式行政性质的保护单位,防护范围一定,但缺乏待保护的核心目标区域,保护对象较为分散,被袭击的不确定性强。本文以新疆地区公安局A局为应用对象,建立基于云模型的面向恐怖袭击的安防系统效能评估模型,对其安防系统开展效能评估,实现应用验证。最终,通过效能评估A局的安防系统在抵御类似爆炸袭击威胁时,防护优势明显。（3）针对封闭式非行政性质的保护单位,其具有明显重点防护区域,核心资产具有较大价值,安防系统具有纵深防护功能,层级明显,可以实现完整的探测、延迟、响应,及时处置突发事件。本文选择飞机研究所B所为应用对象,建立网络结构效能评估模型,对其安防系统开展效能评估,实现应用验证。最终,通过效能评估,B所找到了最为薄弱点的入侵路径,实现了全范围内的防护能力的新提升。

关键词：效能评估安全防范系统 ADC(结构分析法) 云模型网络结构模型

高延性地聚物混凝土（EGC）基本力学与断裂性能试验研究

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高延性地聚物混凝土（EGC）基本力学与断裂性能试验研究

作者：任建宇长安大学

学位级别：硕士

氯盐侵蚀钢筋混凝土致损伤破坏过程的相场模拟方法

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氯盐侵蚀钢筋混凝土致损伤破坏过程的相场模拟方法

作者：任建宇东南大学

学位级别：硕士

随着钢筋混凝土的广泛应用,钢筋锈蚀导致钢筋混凝土结构耐久性下降是目前建筑领域面临的突出问题,尤其对于处在海洋环境或者高氯盐环境下的钢筋混凝土结构,其耐久性退化程度尤为严重。氯离子侵蚀致钢筋锈蚀混凝土开裂涉及到氯离子在混... 详细信息

随着钢筋混凝土的广泛应用,钢筋锈蚀导致钢筋混凝土结构耐久性下降是目前建筑领域面临的突出问题,尤其对于处在海洋环境或者高氯盐环境下的钢筋混凝土结构,其耐久性退化程度尤为严重。氯离子侵蚀致钢筋锈蚀混凝土开裂涉及到氯离子在混凝土的输运、钢筋锈胀机理以及水泥基开裂等复杂的过程,为准确预测混凝土的耐久性带来了巨大挑战。因此,发展科学高效的方法来评估氯盐侵蚀钢筋混凝土致损伤破坏过程变得十分重要。本文针对氯盐侵蚀钢筋混凝土导致的耐久性问题,提出了一种化学-力学耦合分析方法,用于分析氯离子输运和钢筋锈蚀引起的混凝土保护层开裂过程。主要工作和成果如下:(1)建立了混凝土损伤破坏过程的统一相场模型:为了研究氯离子侵蚀混凝土进而引发的混凝土因钢筋锈蚀开裂问题,引入了统一相场理论,建立了混凝土损伤开裂过程的统一相场模型,来研究混凝土这类准脆性材料的破坏。利用一系列混凝土基准试验结果来验证所建立的模型,结果表明统一相场损伤理论对于研究混凝土失效破坏过程是有效且可靠的,同时验证了求解策略中交错算法的鲁棒性。(2)提出了氯离子扩散-相场耦合分析方法:基于统一相场理论框架,建立了同时考虑氯离子扩散、钢筋锈蚀和混凝土损伤开裂的耦合模型,给出了耦合分析方法的数值实现流程,通过Abaqus子程序建立了相应的数值模型,利用实验结果验证了耦合分析方法的正确性与有效性。基于提出的耦合分析方法,研究了宏观尺度氯盐环境下单筋、多筋锈胀致混凝土损伤开裂过程,探究了保护层厚度、钢筋位置、初始掺入氯离子含量等因素对混凝土失效模式的影响。(3)建立了混凝土非均质氯离子扩散-相场耦合分析模型:采用Python语言建立了细观非均质混凝土模型,将氯离子扩散-相场耦合分析方法应用于氯盐侵蚀钢筋混凝土的细观损伤破坏模拟,研究了单筋、多筋混凝土损伤破坏模式,探究了骨料分布、钢筋位置、钢筋净距等因素对混凝土开裂失效的影响。将细观模拟结果与宏观模拟、实验结果进行对比,结果表明在预测海洋环境或者高氯盐环境下混凝土结构耐久性与使用寿命时,必须考虑混凝土的非均质特性。本文建立了宏、细观尺度下氯盐侵蚀混凝土致钢筋锈胀开裂的数值模拟方法,与基于传统损伤力学获得的结果相比,可以发现所建立的模型能够很好地捕捉混凝土中裂缝挠转、骨料桥接等复杂行为,更好地揭示了氯盐环境下钢筋混凝土锈胀开裂过程,表明统一相场损伤理论对于模拟混凝土这类准脆性材料开裂过程具有一定的优越性,为进一步研究钢筋混凝土耐久性问题提供了参考。

关键词：统一相场损伤理论氯离子侵蚀混凝土耐久性宏细观分析

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石鼓隧道开挖方法研究

石鼓隧道开挖方法研究

作者：任建宇重庆交通大学

学位级别：硕士

本论文的研究以博罗石鼓隧道为依托,该隧道主体位于软弱围岩中,结合实际工程研究软弱围岩下隧道施工的方法,对今后类似的软岩隧道施工方法提供参考。论文主要根据隧道地质条件、水文地质条件以及各种地质资料,以数值模拟分析和现场监控... 详细信息

本论文的研究以博罗石鼓隧道为依托,该隧道主体位于软弱围岩中,结合实际工程研究软弱围岩下隧道施工的方法,对今后类似的软岩隧道施工方法提供参考。论文主要根据隧道地质条件、水文地质条件以及各种地质资料,以数值模拟分析和现场监控量测相结合的手段,展开对隧道在施工过程中力学行为研究,通过有限元软件ANSYS模拟中隔壁法(以下简称CD法)和双侧壁导坑法开挖浅埋暗挖隧道,计算分析了围岩、初支应力及位移的力学性现象。具体成果如下:(1)岩性、岩体结构和裂隙、地应力、工程因素等都是影响软弱围岩下隧道结构稳定性的因素,而软弱围岩下隧道结构的破坏特征包括破坏方式多、变形量大、变形速度高、持续时间长、破坏范围大和位置不一等。破坏的模式包括掉块、膨胀破坏、挤压破坏、滑动破坏等。(2)根据依托工程实际地质情况,文中利用有限元软件ANSYS进行CD法和双侧壁导坑法的三维建模数值分析,通过计算数据分析可以得出围岩、初期支护的应力和位移值,对比规范并结合工程经验围岩、初期支护受力均低于强度规范值,都满足设计规范的强度要求;围岩、初期支护的位移变化均符合规范要求。根据计算结果,双侧壁导坑法对沉降的控制更为有效,其最终沉降值约为CD法的一半。初支的应力也较CD法小,偏向于安全。但两种方法的计算结果均符合《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)极限位移判断公路隧道拱顶沉降变形控制值要求。因此,本工程CD法和双侧壁导坑法均可以采用,但从工艺、成本、工期、经济学方面考虑,CD法优于双侧壁导坑法。(3)综合了各项因素考虑,CD法较双侧壁导坑法优势明显,是本工程中所选用的方法,其有利于大型机械施工,工序间相互影响较小,安全和经济性较为明显,对于快速施工意义重大。

关键词：隧道 CD法双侧壁导坑法软弱围岩